现代建材试验方法及应用

13　现代建筑材料试验

学习指导

(1)熟悉现代建筑材料性能试验基本方法，加深学生对土木工程材料性能的理解，培养学生试验技能。

(2)培养综合设计试验的能力和创新能力，为从事科技工作打好基础。

本部分列出了3个综合设计试验和10个单项试验。学生可在教师指导下根据所学内容和专业方向作选择，也可以自己根据所学内容设计相关的综合设计试验。建议学生在了解所给出的工程和原材料条件要求后，认真思考相关问题，自行设计相关的问题，自行设计相关的试验方法步骤。

13.1　普通混凝土配合比设计试验

13.1.1　实验目的与要求

本综合设计试验目的：了解普通混凝土配合比设计的全过程，培养综合设计试验能力，熟悉混凝土拌合物的和易性和混凝土强度试验方法。

根据提供的工程条件和材料，依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2000)设计出符合工程要求的普通混凝土配合比。

13.1.2　工程和原材料条件

某工程的预制钢筋混凝土梁(不受风雪影响)。

混凝土设计强度等级为C25，要求强度保证率为95%。

施工要求坍落度为30～50 mm(施工现场混凝土由机械搅拌机机械振捣)。

该施工单位无历史统计资料。

原材料：①普通水泥：强度等级为32.5；表观密度ρc=3.1 g/cm3；②中砂；③碎石；④自来水。

步骤提示：

(1)原材料性能试验

① 水泥性能试验：包括安定性试验、胶砂强度试验等，参照试验3进行。

② 砂性能试验：砂的表观密度测定、堆积密度测定以及筛分析试验，参照试验4进行。

③ 石性能试验：石的表观密度测定、堆积密度测定以及筛分析试验，参照试验4进行。

(2)计算配合比。根据给定的工程条件、原材料和试验测得的原材料性能进行配合比计算，计算依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2000)规定进行。

将每立方米混凝土中水、水泥、砂和石子的用量全部求出，供试配用。

(3)配合比试配参照试验5进行。

(4)配合比调整和确定参照试验5进行。

13.2　泵送混凝土配合比设计试验

13.2.1　试验目的与要求

本综合设计实验目的：了解泵送混凝土配合比设计的过程，培养综合设计试验能力；研究粉煤灰在混凝土中的作用；熟悉其和易性和强度的试验方法。

试验时根据提供的工程和材料条件，依据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2000)中泵送混凝土的规定，设计出符合要求的泵送混凝土配合比。(www.xing528.com)

本试验难度较大，故讨论的问题作较详细的解答。

13.2.2　工程和原材料条件

某商住楼的大型基础，属于大体积混凝土。

混凝土设计强度等级为C30，要求强度保证率为95%，工期紧。

施工要求坍落度为110～130 mm的泵送混凝土，泵送高度为60 m。

该设计单位无历史统计资料。

原材料：①普通水泥：强度等级为32.5；表观密度ρc=3.1 g/cm3；②中砂；③碎石(碎石最大粒径与输送管径比小于1∶4.0)；④粉煤灰，Ⅰ级灰，质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB 1596—2005)的规定；⑤自来水；⑥泵送剂或减水剂。

步骤提示：

(1)原材料性能试验

① 水泥性能试验：包括安定性试验、胶砂强度试验等，试验方法参照试验3进行。

② 砂性能试验：砂的表观密度测定、堆积密度测定以及筛分析试验，参照试验4进行。

③ 石性能试验：石的表观密度测定、堆积密度测定以及筛分析试验，参照试验4进行。

(2)基准配合比的确定。建议按照《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2000)计算出供试配的配合比，视情况进行配合比的试配，作为泵送混凝土配合比设计的基准配合比。可由指导教师提供基准配合比。

(3)根据工程特点，选择合适的粉煤灰掺入方法。粉煤灰的掺入方法有：超量取代法、等量取代法和外加法。因工期紧，要求混凝土的早期强度较高，且为泵送混凝土，流动性好，故采用超量取代法更为有利。

(4)进行本泵送混凝土配合比的试配和调整，并确定最终配合比。配合比试配中涉及的试验方法参照试验5进行。

13.3　热拌沥青混合料目标配合比设计试验

13.3.1　试验目的与要求

本综合设计试验的目的：了解热拌沥青混合料配合比设计的过程，培养综合设计试验能力；熟悉沥青与沥青混合料的基本性能试验方法。

设计沥青路面层用细粒式沥青混凝土混合料配合组成。热拌沥青混合料配合比的设计方法根据《沥青路面施工及验收规范》(GB 50092—1996)。

13.3.2　工程和原材料条件

道路等级：一级公路；路面类型：两层沥青混凝土路面上面层；气候条件：最低月平均气温为-10℃。

原材料：①石油沥青，AH-90；②粗集料：碎石粘附性4级，表观密度2 720 kg/m3，符合《沥青路面施工及验收规范》(GB 50092—1996)的沥青面层用粗集料质量要求；③河砂，中砂，表观密度为2 660 kg/m3，符合规范对沥青面层用细集料的质量要求；④矿粉：石灰石粉，表观密度2 590 kg/m3，符合规范对沥青面层用矿粉的质量要求。

步骤提示：

(1)沥青基本性能试验。沥青基本性能试验包括针入度试验、延度试验、软化点试验。试验方法参照试验10进行。

(2)集料筛分试验及矿质混合料配合比组成设计。集料筛分试验参照试验9进行。

(3)沥青混合料组成设计。根据规范推荐的相应沥青混凝土类型的沥青用量范围，通过马歇尔试验的物理力学指标，确定沥青最佳用量。马歇尔试验参照试验10进行。

10个单项试验见配套教材《建筑材料实验指导》。